Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тихоокеанский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

С.В. Шалобанов

г.

« » 200

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

по кафедре Лесное и лесопарковое хозяйство

СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ

Утверждена научно-методическим советом университета для направлений подготовки (специальностей) в области воспроизводства и переработки лесных ресурсов Специальность 250201 «Лесное хозяйство»

Хабаровск 2007 г.

Программа разработана в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта, предъявляемыми к минимуму содержания дисциплины, утвержденной департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования с учетом особенностей региона и условий организации учебного процесса Тихоокеанского государственного университета.

Программу составил Телекало Кафедра «Лесное и лесопарковое Нина хозяйство»

Дмитриевна Кандидат биологических наук, доцент Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры протокол № от « »_ 200 г.

Завкафедрой г.

« »_ 200.

Подпись Дата Ф.И.О.

Программа рассмотрена и утверждена на заседании УМК и рекомендована к изданию протокол № от « »_ 200 г.

Председатель УМК г.

« »_ 200.

Подпись Дата Ф.И.О.

Директор института г.

« »_ 200.

(декан факультета) Подпись Дата Ф.И.О.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Для селекции растений главной целью является совершенствование существующих форм растений и выведение новых, более продуктивных форм и сортов. В курсе рассмотрены селекционно-генетические методы повышения продуктивности и улучшения качества растений, в том числе лесных пород.

Изложены современные методы изучения наследственности и изменчивости древесных пород в естественных условиях и в лесных культурах. Особое внимание уделено организации сортового лесного семеноводства.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

· знать генетические основы селекционных процессов;

· знать методы отбора и гибридизации лесных древесных пород;

· знать селекционно-генетические основы лесного сортового семеноводства;

· знать селекционные методы улучшения хвойных и лиственных пород;

· владеть способами прививок лиственных и хвойных пород;

· уметь производить различные типы прививок хвойных и лиственных пород.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Таблица 1 – Объем дисциплины и виды учебной работы Объем дисциплины, ч Общая трудоемкость дисциплины Вид итогового контроля по семестрам Расчетно-графические работы (РГР) Окончание табл. в том числе:

в том числе:

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1: Генетические основы селекции Тема «Изменчивость и методы ее изучения»

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Изменчивость как материал для отбора. Внутривидовая изменчивость и ее формы. Комбинативная и мутационная изменчивость. Полиплоидия в селекции растений.

Тема «Системы скрещивания в селекции растений»

Неродственное, родственное скрещивание, отдаленная гибридизация. Гетерозис:

проявление, механизмы, пути закрепления. Гибридизация как метод селекции.

Типы скрещиваний, применяемые при гибридизации. Содержание и порядок работы по селекции растений методом гибридизации.

Раздел 2: Лесная селекция Тема «Методы сортоводства древесных растений»

Основные направления развития лесной селекции. Сорт лесных древесных пород как средство производства. Методы оценки селекционного материала.

Классификация сортов древесных пород.

Тема «Учение об исходном материале для селекции»

Естественные (природные) популяции. Гибридные популяции. Инцухт-линии.

Искусственные мутации и полиплоидные формы. Генофонд вида. Методы сохранения генофонда: заповедники или резерваты, национальные и природные парки, заказники, ботанические сады и дендрологические парки, семенные насаждения и семенные плантации, плюсовые деревья, клоновые архивы, архивы семян и пыльцы. Обогащение исходного материала для селекции за счет интродукции.

Тема «Методы отбора лесных древесных пород»

Групповой, индивидуальный, направленный, стабилизирующий, дизруптивный отбор. Селекционная инвентаризация лесных древесных пород (элитные, плюсовые, нормальные, минусовые деревья). Генетические резерваты. Генетика популяций и внутри видовой полиморфизм.

Раздел 3: Лесное семеноводство Тема «Селекционно-генетические основы лесного сортового семеноводства»

Понятие сортового семеноводства. Селекционно-семеноводческая система мероприятий по отбору по фенотипу. Организация семенной базы лесных древесных пород. Сорта-популяции. Деление семян по лесоводственной ценности на три основные категории: сортовые, улучшенные, нормальные.

Гибридные семена. Элитные семена.

Тема «Организация сортового семеноводства древесных пород»

Временные лесосеменные участки (ВЛСУ). Постоянные лесосеменные участки (ПЛСУ). Лесосеменные прививочные плантации: размещение клонов на семенной плантации, урожайность лесосеменных прививочных плантаций.

Маточные плантации. Архивы клонов.

Раздел 4: Частная селекция древесных пород Тема «Селекция хвойных пород»

Систематика, распространение и значение хвойных растений. Селекционные методы улучшения хвойных пород: отбор, гибридизация. Селекция на быстроту роста, качество древесины, смолопродуктивность, урожайность сосны, ели, пихты, лиственницы.

Тема «Селекция лиственных пород»

Систематика, распространение, значение лиственных древесных растений.

Селекционные методы улучшения лиственных пород: отбор и гибридизация.

Селекция дуба, ясеня и ильмовых на устойчивость, тополя и ивы на быстроту роста, березы и клена на декоративность древесины. Селекция орехоплодных лесных древесных растений.

Таблица 2 – Разделы дисциплины и виды занятий и работ Генетические основы селекции Частная селекция древесных пород

5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

№1. Размножение прививками. Методы прививки лиственных пород Задание: изучить и исполнить способы прививки лиственных пород:

окулировка, прививка черенком, копулировка, вращеп, за кору, аблактировка.

Исполнение: пользуясь методическими указаниями изучить предлагаемые способы прививок лиственных пород. Обратить внимание на особенности каждого способа, подготовку материала для прививок, меры безопасности.

Используя приготовленный материал (черенки, части побегов разной толщины), исполнить каждый тип прививок. Записать в альбоме особенности всех типов прививок и выполнить их рисунки.

Оснастка: черенки, части побегов разной толщины, прививочные ножи, скальпели, нитки, пластилин или садовый вар, бинт, йод.

Оценка: за каждую прививку студент получает оценку в журнал. Рисунки и описания в альбоме.

Время исполнения: 9 часов.

№2. Размножение прививками. Методы прививки хвойных пород Задание: изучить и исполнить все методы прививки хвойных пород:

вращеп, вприклад сердцевиной на камбий, вприклад камбий на камбий, в боковой разрез.

Исполнение: пользуясь методическими указаниями изучить предлагаемые способы прививок хвойных пород. Обратить внимание на особенности каждого способа, подготовку материала для прививок, меры безопасности. Используя приготовленный материал, исполнить каждый тип прививок. Записать в альбом особенности всех прививок и выполнить их рисунки.

Оснастка: черенки, части побегов разной толщины, прививочные ножи, скальпели, нитки, пластилин или садовый вар, бинт, йод.

Оценка: за каждую прививку студент получает оценку в журнал. Рисунки и описания в альбоме.

Время исполнения: 8 часов.

Таблица 3 – Лабораторный практикум и его взаимосвязь с содержанием лекционного курса содержания Размножение прививками. Методы прививки лиственных Размножение прививками. Методы прививки хвойных

6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

№1. Лесная селекция и семеноводство Порядок выполнения: учебная экскурсия на селекционносеменоводческую станцию (с. Сосновка, с. Некрасовка). Экскурсию ведет специалист станции и преподаватель. План экскурсии: 1) комплекс работ по селекционной инвентаризации (рекогносцировочное обследование, детальное обследование древостоев с закладкой пробных площадей); 2) выделение плюсовых, нормальных и минусовых деревьев; 3) методы отбора лесных древесных пород: групповой, индивидуальный, клоновый; 4) лесное сортовое семеноводство. Организация сортового семеноводства древесных пород на селекционно-семеноводческой станции. ИЛСУ, ПЛСУ, лесосеменные прививочные плантации.

Оценка: письменный отчет об экскурсии.

Время выполнения: 6 часов.

№2. Изменчивость и методы ее изучения. Семинарское занятие Порядок выполнения: обсуждение данной темы проводится по плану: 1) понятие об изменчивости организмов; 2) закон гомологических рядов в наследственной изменчивости (по Н.И. Вавилову); 3) коррелятивная изменчивость; 4) внутривидовая изменчивость и ее формы; 5) методы изучения изменчивости; 6) статистические методы изучения наследственной изменчивости древесных пород; 7) методы определения генотипической изменчивости количественных признаков со сменой и без смены поколений.

Оценка: ответы оценивает преподаватель и заносит в журнал. Конспект семинарского занятия.

Время выполнения: 4 часа.

№3. Селекция хвойных пород Порядок выполнения: используя учебную и научную литературу, а также материалы экскурсии на селекционно-семеноводческую станцию, студенты готовят реферат по селекционным методам улучшения хвойных пород. В реферате должны быть освещены следующие вопросы: систематика и распространение хвойных пород, селекционные методы улучшения хвойных пород, создание популяционного сортоводства на основе системного генетического анализа естественных насаждений селекция отдельных хвойных пород (сосны – на быстроту роста, качество древесины, смолопродуктивность и на урожайность; ели и пихты – на устойчивость и быстроту роста, качество древесины и форму кроны; лиственницы – на быстроту роста, на устойчивость к заболеваниям и т.д.). Студентам предлагаются различные роды и виды хвойных.

Обязательны рисунки карты ареалов схемы.

Оценка: защита рефератов с выставлением оценки в журнал. Реферат сдается преподавателю Время выполнения: 3 часа.

№4. Селекция лиственных пород.

Порядок выполнения: на основании учебной и научной литературы, а также пользуясь материалами экскурсии на селекционно-семеноводческую станцию, студенты готовят реферат по селекционным методам улучшения лиственных древесных пород. В реферате должны быть освещены следующие вопросы: систематика, распространение лиственных древесных пород, селекционные методы улучшения (первое направление-отбор ценных форм в естественных насаждениях, второе направление- получение новых сортов современными методами гибридизации и отбора ). Селекция отдельных лиственных пород: ясеня, дуба, ильмовых на устойчивость; ивы и тополя на быстроту роста; березы на декоративность древесины и.д. Селекция орехоплодных лесных древесных растений. Студентам предлагается описать различные лиственные древесные породы. Обязательны рисунки, карты ареалов, схемы.

Оценка: защита рефератов. Реферат сдается преподавателю.

Время исполнения: 4 часа.

Таблица 4 – Практические занятия и их взаимосвязь с содержанием лекционного курса содержания Селекция лиственных пород. Виды прививки лиственных

7. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

7.1 Вопросы входного контроля:

Цель входного контроля- определить уровень знаний студентов, приступающих к изучению данной дисциплины. Проводится на первом занятии 7-го семестра в виде опроса по результатам изучения дисциплин «Дендрология, Лесные культуры, Генетика».

1. Что называется изменчивостью?

2. Какая изменчивость называется генотипической, а какая фенотипической?

3. Кто сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости?

4. Сформулируйте закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

5. Какими способами могут размножаться древесные растения?

6. Что такое двойное оплодотворение? Кто и когда его открыл? Для каких растений оно характерно? В чем его суть?

7. Каково строение и функции ДНК?

8. Каков механизм удвоения ДНК?

9. Что такое генетический код?

10. Каковы основные свойства генетического кода?

11. Что называется мутацией? Мутагенезом?

12. Какие типы мутаций Вы знаете?

13. Какие типы неаллельного взаимодействия генов Вы знаете?

14. Что такое кроссинговер? Какие существуют доказательства кроссинговера?

15. Что такое генотип и фенотип?

16. Какова генетическая структура панмиктической популяции? Запишите и объясните формулу Гарди-Вайнберга.

17. Что называется интродукцией? Акклиматизацией?

18. Какой мутагенез называют индуцированным? Спонтанным?

7.2 Тематика текущего контроля знаний:

Цель текущего контроля – определение объема и качества выполнения учебных заданий. Осуществляется применительно к утвержденному графику рубежного контроля.

7.2.1 Содержание выполненного объема работ к рубежному контролю №1. Выполнены и защищены лабораторная работа №1 и практические работы №1 и №2.

7.2.2 Содержание выполненного объема работ к рубежному контролю №2. Выполнены и защищены лабораторная работа №2 и практические работы №3 и №4.

7.3 Вопросы выходного контроля:

1. Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову).

2. Изменчивость как материал для отбора (комбинативная и мутационная).

3. Системы скрещивания в селекции растений.

4. Неродственное скрещивание и его селекционная оценка.

5. Родственное скрещивание и его селекционная оценка.

6. Отдаленная гибридизация и ее селекционная оценка.

7. Гетерозис: проявление, возможные механизмы, пути закрепления.

8. Методы отбора в селекции растений.

9. Спонтанный мутационный процесс и его селекционное значение.

10. Индуцированный мутационный процесс. Основные типы мутагенов.

11. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

12. Поруляция. Структура панмиктической популяции. Закон и формула Гарди-Вайнберга.

13. Популяция. Структура популяций самооплодотворяющихся организмов.

14. Мутагенез в лесной селекции и его значение.

15. Типы скрещиваний, применяемые при гибридизации древесных 16. Гибридизация как метод селекции древесных растений.

17. Семенное и вегетативное размножение древесных растений.

18. Селекционная инвентаризация лесных древесных растений.

19. Основные направления развития лесной селекции.

20. Методы отбора лесных древесных пород.

21. Массовый отбор лесных древесных пород.

22. Интродукция лесных древесных пород.

23. Сорт лесных древесных пород.

24. Методы оценки селекционного материала.

25. Микроспорогенез и макроспорогенез у древесных растений.

26. Организация сортового семеноводства древесных пород.

27. Временные и постоянные лесосеменные участки (ВЛСУ, ПЛСУ).

28. Лесосеменные прививочные плантации. Размещение клонов на семенной плантации.

29. Систематика, распространение, селекционные методы улучшения хвойных пород.

30. Селекция сосны обыкновенной, кедровых сосен, пихты, ели, лиственницы.

31. Систематика, распространение, селекционные методы улучшения лиственных пород.

32. Селекция ясеня, березы, ильма, тополя, ивы и др.

33. Селекция орехоплодных лесных древесных пород.

8. КОНТРОЛЬ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВЗАОЧНИКОВ

Контроль самостоятельной работы студентов – заочников по дисциплине «Селекция растений» проводится по результатам выполнения контрольной работы. Предлагаются следующие темы контрольной работы:

· исследование множественного аллелизма в природных популяциях · радиационный мутагенез и использование радиации в селекции · научные генетические основы селекции;

· использование полиплоидии в сельском и лесном хозяйстве;

· генетический регулируемый гетерозис и его использование в селекции;

· модификационная изменчивость листьев и семян некоторых видов деревьев и кустарников;

· генетическая инженерия;

· основные направления лесной селекции.

Составлено 10 вариантов заданий, приводится список необходимой литературы. Выполнение контрольной работы проводится согласно методических указаний.

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Любавская А.Я. Лесная селекция и генетика. – М.: Лесная промышленность, 1982.

2. Лобашев М.У., Ватти К.В., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекции. – М.: Просвещение, 1979.

3. Матвеева Р.Н., Буторова Р.Ф. Лесная селекция и генетика. – М.: Лесная промышленность, 1990.

4. Котов М.М. Генетика и селекция. ч.1 и ч.2, 1997.

1. Гуляев Г.В., Дубинин А.П. Селекция и семеноводство. – М.: Лесная промышленность, 1987.

2. Царева Р.П., Миленная П.А. Отбор и гибридизация лиственных быстрорастущих пород. – М.: Колос, 1991.

3. Щепотьев Ф.Л. Орехоплодные лесные культуры. – М.: Лесная промышленность, 1978.

4. Правдин Л.Ф. Научные основы селекции хвойных древесных пород. – М.: Наука, 1978.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

1. Прививочные ножи, скальпели, лупы, кюветы.

2. Пластилин, садовый вар, обмоточные нитки, препаровальные иглы, бинт, йод.

11. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ

ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

На основании программы кафедры разрабатываются рабочие учебные программы дисциплины с учетом фактического числа часов, отведенных на ее изучение. В рабочих программах предусматривается изучение тех селекционных вопросов, которые определяются профилем подготовки бакалавров и дипломированных специалистов. Исходя из этого, в рабочей программе отдельные разделы могут быть либо усилены, либо сокращены или опущены.

Лабораторные работы должны быть нацелены на приобретение практических навыков выполнения студентами всех видов прививок лиственных и хвойных пород.

Практические занятия, в том числе экскурсия на селекционносеменоводческую станцию, дает возможность студентам познакомится с постановкой селекционной работой в Хабаровском крае.

Самостоятельная работа студентов должна обеспечить выработку навыков самостоятельной работы с научной и учебной литературой, а также делать правильные выводы и обобщения.

Базовыми для дисциплины «Селекция растений» являются курсы дендрологии и генетики. Из курса дендрологии используются сведения об онтогенезе древесных растений, их интродукции. Курс дендрологии знакомит студентов с лесоводственно-экологическими свойствами дальневосточных древесных пород. Курс генетики является теоретической основой для курса селекции растений. Из курса генетики используются знания о закономерностях наследования признаков и свойств растений, о причинах возникновения новых признаков и свойств, о генетических процессах, происходящих в различных популяциях.

Программа рассчитана на 85 часов.

Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлениям подготовки (специальностям) в области лесного и лесопаркового хозяйства.

12. СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ И ПЕРСОНАЛИЙ

· Аллопатрическое видообразование – процесс видообразования, связанный с пространственным разобщением популяций.

· Ассортативное скрещивание – избирательность, при которой особи с одинаковыми генотипами образуют пары чаще, чем при случайном скрещивании.

· Возвратные скрещивания (беккроссы) – скрещивания, при которых гибрид повторно скрещивается с одной из родительских форм.

· ВЛСУ – временные лесосеменные участки закладываются в приспевающих или спелых насаждениях, в которых проведены селекционные рубки, улучшающие состав и усиливающие плодоношение.

· Генофонд вида – вся совокупность генов вида, сложившаяся в процессе его эволюции.

· Гетерозис – явление гибридной мощности.

· Гибридизация – основной метод создания исходного материала для селекции. Скрещивание особей, отличающихся друг от друга хотя бы одним аллелем.

· Генетический дрейф – явление изменения генных частот в результате действия случайных факторов.

· Генетический гомеостаз – процессы, обеспечивающие способность панмиктической популяции сохранять свою генетическую структуру при воздействии факторов внешней среды.

· Инбридинг – родственное скрещивание (самоопыление у растений).

· Кроссинговер – процесс обмена идентичными участками гомологичных хромосом с содержащимися в них генами.

· Лесосеменные прививочные плантации – постоянные лесосеменные участки, созданные путем редких садовых посадок из привиты плюсовых деревьев.

· Коррелятивная изменчивость – взаимосвязь изменения одних признаков с одновременным изменением других.

· Отбор – процесс выживания организмов, генотипы которых обеспечивают им наибольшую приспособленность к условиям среды.

· Панмиксия – случайное скрещивание родительских пар · Поликроссная селекция – материнское растение опыляется смесью пыльцы нескольких видов и сортов.

· Полиморфизм популяции – существование в популяции ряда генетически различных форм, воспроизводящихся при размножении.

· Плюсовое дерево – это самое лучшее дерево по продуктивности и хозяйственной ценности, выделенное в результате генетикоселекционного анализа популяции данного вида.

· Селективное скрещивание – особи определенных генотипов чаще по сравнению с особями других генотипов вступают в любые скрещивания.

· Селекционная инвентаризация – отбор плюсовых деревьев.

· Сорт-популяция – сорт лесных древесных растений, размножаемых вегетативным путем.

· Элитные деревья – плюсовые деревья, показавшие при семенном размножении высокий уровень наследования хозяйственно ценных признаков и свойств.